3 Функціонування трансформаторів струму в схемах диференційних захистів з терміналом ret 316

Насичення трансформаторів струму (ТС) при зовнішніх КЗ викликає збільшення струмів небалансу диференційного захисту. З урахуванням цього, повна похибка ТС у сталому режимі не повинна перевищувати 10% при максимальному струмі зовнішнього КЗ (при максимальному наскрізному струмі) [10]. У перехідних режимах зовнішніх КЗ струми небалансу диференційного захисту, як правило, зростають. До того ж, в перехідних режимах значні струми небалансу можуть виникати і при невеличких кратностях струмів (порядку 12 відносно номінального струму). Зниження перехідних струмів небалансу може бути досягне за рахунок зниження навантажень на ТС.

При аналізі функціонування ТС доцільно використовувати узагальнені параметри [9]. Основним таким параметром є гранична кратність - найбільша кратність первинного струму, при якій повна похибка в сталому режимі при заданому вторинному навантаженні не перевищує 10%.

Граничну кратність можна обчислити за наближеним виразом [ 11]

, (3.1)

де B_пр - максимальне значення індукції в магнітопроводі ТС при граничній кратності K₁₀;

f - частота напруги мережі;

w₂ - кількість витків вторинної обмотки;

S_М - площа поперечного перерізу магнітопровода, м²;

I_2ном - вторинний номінальний струм ТС;

- модуль повного опору гілки вторинного струму ТС.

B_пр=1,8 Тл для магнітопроводів кільцевої форми, виготовлених із холоднокатаної сталі марок 3411-3413.

При використанні термінала RET 316 практично визначається активним опором проводів між ТС і терміналом захисту. Більш точне значення можна знайти за кривими граничної кратності, приведеними у [10] або інших матеріалах.

При відсутності кривих граничної кратності і конструктивних параметрів ТС (w₂ і S_М) вираз (3.1) можна використовувати для розрахунку граничної кратності на основі номінального значення граничної кратності і номінального опору навантаження Z_нв.ном. Номінальний опір навантаження має . Виходячи з цього, і використовуючи вираз (3.1), отримаємо:

, (3.2)

де ;

S_{нв. ном} - номінальна потужність навантаження ТС.

Більш точний розрахунок реактивного опору розсіювання вторинної обмотки ТС є важким. Водночас аналіз, проведений у [11], показує, що практично для всіх сучасних конструкцій ТС, застосованих у схемах диференційних захистів трансформаторів, виконується умова: .

Виходячи з цього, в практичних розрахунках доцільно у формулі (3.2) прийняти , а значення , розраховані при цій умові, приймати з запасом 10%. При з виразу (3.3) маємо:

. (3.3)

Перехідні струми небалансу диференційних захистів визначаються як узагальненим параметром , так і кратністю струму КЗ відносно номінального струму силового трансформатора I_ном.Т. З урахуванням цього, найбільшим загальним параметром, від якого залежать струми небалансу, є приведена гранична кратність , що обчислюється за формулою:

(3.4)

де - первинний номінальний струм ТС.

У випадку виконання диференційного захисту трансформатора з розщепленою обмоткою низької напруги або автотрансформатора для обмоток низької напруги треба знаходити номінальний струм трансформатора за формулою:

, (3.5)

де - номінальна потужність трансформатора (автотрансформатора);

m - відношення потужності обмотки НН до номінальної потужності .

Треба зазначити, що при зовнішньому КЗ на стороні НН трансформатора з розщепленою обмоткою НН або автотрансформатора

навіть при однакових з усіх боків можуть з'являтися значні струми небалансу. Це пояснюється тим, що реальна кратність струму КЗ (відносно номінального первинного струму ТС) з боку ВН (або СН) значно менша, ніж з боку НН. З урахуванням цього, надалі вимоги до граничного значення параметра задаються окремо для кожної зі сторін трансформатора (автотрансформатора).

Схема функціонування термінала RET316 припускає використання груп ТС зірка з нульовим проводом з усіх сторін трансформатора. Застосування групи ТС зірка з нульовим проводом призводить до зниження розрахункового навантаження ТС (у порівнянні з групою ТС трикутник) і, відповідно, до зростання (за інших рівних умов).